وضح كيف تحدد تراكيز ايونات الهيدروجين

وضح كيف تحدد تراكيز ايونات الهيدروجين إذا كان المحلول حمضيًا أو قاعديًا ، حيث من الممكن تحديد تركيز أيونات الهيدروجين إن كان المحلول لدينا حمضيًا أو قاعديًا أو حتى متعادلًا وذلك وفقًا لمجموعة من العلاقات التي توصل لها العلماء، والتي سنتطرق لها وبالتفصيل في هذه المقالة، وذلك بعد التعرف على ما هو التأين الذاتي للماء، وما علاقة هذا القانون بتركيز أيون الهيدروجين.

التأين الذاتي للماء

الماء يسلك سلوكًا حمضيًا في بعض التفاعلات ويسلك سلوكًا قاعديًا في تفاعلات أخرى، فعند تأين الماء ينتج عنه أيونات الهيدروجين ( + H) وأيونات الهيدروكسيد ( – OH )كما وأنه عند تفاعل جزيئين من الماء مع بعضهما البعض ينتج لدينا أيون الهيدرونيوم ( +H3O  ) وأيون الهيروكسيد ( – OH )وذلك وفقًا للمعادلة الآتية:

H2O+H2O⇌ H3O+ + OH

وبما أن الماء النقي موصل ضعيف للتيار الكهربائي فهذا يشير لتأينه بدرجة ضعيفة، وبالتالي فإن تركيز الماء يعد ثابتًا، وبالتالي يمكن ادخال تركيزه في ثابت الاتزان للماء، ويمكن التعبير عن ثابت اتزان الماء على النحو الآتي:

[+Kw = [OH-] [H3O

حيث Kw هو ثابت تأين الماء ويعادل 1 * 10^-14 ، و [OH-] هي تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول، و [ H3O+ ] هي تركيز أيونات الهيدرونيوم في المحلول أو بالتحديد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.

وضح كيف تحدد تراكيز ايونات الهيدروجين

من الممكن تحديد كم هذ تركيز أيونات الهيدروجين في الماء النقي وفي أي محلول آخر، مع تحديد فيما بعد إن كان المحلول حمضيا أو قاعديًا، وذلك من خلال العلاقة الآتية:

[+Kw = [OH-] [H

حيث إذا كانت قيمة [ +H ] أكبر من [ – OH ] يكون المحلول حمضي، بينما إذا كانت قيمة  [ – OH ] اكبر من [ +H ] يكون المحلول متعادل، بينما إذا كانت قيمة  [ – OH ] تساوي قيمة [ +H ] يكون المحلول متعادل

أمثلة على حساب تراكيز ايونات الهيدروجين 

مثال 1: احسب تركيز ايونات الهيدروجين في محلول، إذا علمت أن تركيز أيونات الهيدروكسيد فيه يساوي 1 * 10^-3 مول/لتر، وبين ما إذا كان المحلول حمضيًا أو قاعديًا، أو معتدلًا.

الحل: وفقًا للعلاقة  [+Kw = [OH-] [H ، فإن 1 * 10^-14 = تركيز أيون الهيدروجين * 1 * 10^-3، فبذلك تركيز أيون الهيدروجين يساوي 1 * 10^-11، وبما أن قيمة  [ – OH ] اكبر من [ +H ] فإن المحلول قاعدي.

مثال 2: احسب تركيز ايونات الهيدروجين في محلول، إذا علمت أن تركيز أيونات الهيدروكسيد فيه يساوي 1 * 10^-7 مول/لتر، وبين ما إذا كان المحلول حمضيًا أو قاعديًا، أو معتدلًا.

الحل: وفقًا للعلاقة  [+Kw = [OH-] [H ، فإن 1 * 10^-14 = تركيز أيون الهيدروجين * 1 * 10^-7، فبذلك تركيز أيون الهيدروجين يساوي 1 * 10^-7، وبما أن قيمة  [ – OH ] تساوي [ +H ] فإن المحلول متعادل.

وفي ختام هذه المقالة نلخص لأهم ما جاء فيها حيث تم التعرف على وضح كيف تحدد تراكيز ايونات الهيدروجين العديد من المعلومات ، كما وتم التعرف على التأين الذاتي للماء، والعلاقات بينه وبين تراكيز الهيدروجين والهيدروكسيد، وبالتالي تحديد حامضية المحلول أو قاعديته.